7th CONFERENCE OF THE CZECH SOCIETY FOR MASS SPECTROMETRY - BOOK OF ABSTRACTS

Shrnutí 7. výroční konference ČSMS, Praha 11.–13. 4. 2018

Význam tématu

Klastrové a kapilární zdroje, iontová manipulace, multidimenzionální chromatografe a nové přístupy k analýze biologických a environmentálních vzorků formují současné trendy v hmotnostní spektrometrii. Konference České společnosti pro hmotnostní spektrometrii přinesla přehled nejnovějších výzkumných směrů, které významně ovlivňují rozvoj analytické chemie, bioanalytiky, proteomiky, metabolomiky i aplikované průmyslové analýzy.

Cíle a přehled konference

Cílem setkání bylo:

• představit pokroky v metodách hmotnostní spektrometrie (MS) a jejich kombinaci s separačními technikami,
• prezentovat studie ze základního i aplikovaného výzkumu,
• diskutovat biomolekulární mechanistiky a nové zdroje plazmatu či fotochemické zdroje iontů,
• ukázat příklady průlomových instrumentačních řešení pro mikro- a nanoanalýzu.

Program zahrnoval plenární přednášky světových autorit, několik sekcí s ústními a pódiovými posterovými sděleními a celou řadu workshopů předních komerčních dodavatelů (Shimadzu, Bruker, ChemAxon, Waters, HPST a další).

Použitá metodika a instrumentace

Během konference byly diskutovány zejména tyto přístupy:

• plynová fáze: generování a charakterizace radikálů, kovových nitridů a karbenových komplexů (ESI, tandemová MS, IRMPD),
• měkká ionizace: nanoESI, APCI a 3D tištěné mikrozdroje pro ultraminimální průtoky,
• separační techniky: LC–MS/MS (OMP, RP, SFC), GC×GC/TOF–MS, SEC–native MS, iontová mobilita–TIMS–PASEF,
• metody pro strukturální MS: HDX–MS, křížové uvazování, tudying protein–DNA i protein–protein interakcí,
• MS imaging: MALDI MSI s optimalizovanými matricemi (DAN) a kombinace s konfokálními mikroskopickými metodami.

Hlavní výsledky a diskuse

Plenární přednášky ukázaly použití plynné fáze k modelování katalytických center a radikálové chemie biologicky i průmyslově významných systémů. Byly představeny metody pro rutinní native MS, které umožňují analýzu velkých proteinových komplexů i ultrasnímatelnost malých sloučenin při fow ratech pod mikroplasty. Nové 3D tisknuté nanoAPCI zdroje a ultraminimální APCI s mikrokapilárami rozšířily možnosti analýzy lipofilních látek a FAME. Metody HDX–MS doplněné kvantitativním cross-linkingem přinesly detailní pohled na allosterii proteinů a iontovou mobilitu spojili s PASEF pro efektivní sekvenování v proteomice. V oblasti metabolomiky a environmentální analýzy zazněly příklady sledování toxických a bioaktivních látek in vivo i ex vivo (formóza, OH–PCBs, steroidní a indolové metabolity, hacardie, pesticidy, potravinářská barviva).

Přínosy a praktické využití metod

• vývoj rutinních protokolů LC-LC fractionation a basic pH RP chromatography pro hloubkovou proteomiku,
• nové nanoAPCI a nanoDESI zdroje pro rychlou analýzu biologických povrchů a tělních fuid,
• kombinace IMS–PASEF pro ultrarychlé MS/MS ve výzkumu proteomu i metabolomu,
• vysokorychlostní GC×GC/TOF-MS pro studium lipogeneze a lipidomiky v biomedicínských vzorcích,
• MALDI MSI s optimalizovaným nanometodami pro mapovací štúdium neurodegenerativních onemocnění,
• strukturní proteomické přístupy (HDX, cross-linking) k objasnění mechanistik proteinových interakcí,
• 2D a 3D výukové nástroje a DIY 3D tisk pro rychlý vývoj atypických destiček a adaptérů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• integrované workflow 3D tisk–elementární MS–IM–HRMS–MALDI MSI pro komplexní charakterizaci vzorků,
• dotek ultrazvuku, laserová aktivace a nové kapilární zdroje pro generování reaktivních meziproduktů,
• platformy pro real-time online frakcionaci a MS decision-making,
• další rozvoj bioinformatických nástrojů pro integraci multi-omics dat (CycloBranch, SPEAQeasy, mAssistent),
• škálovatelné miniaturizované MS systémy pro pomalé vzorky či práce in situ v terénu i v klinice.

Závěr

7. konference ČSMS nabídla přehled aktuálních metodických i instrumentačních inovací v hmotnostní spektrometrii, které společně posouvají hranice analýzy biomolekul i malých organických sloučenin. Interdisciplinární propojení fyziky, chemie, 3D tisku a moderních softwarových nástrojů otevírá nové aplikace od základního výzkumu až po rutinní klinické a environmentální testy.

Reference

1. Meier F. et al. J. Proteome Res. 14(12):5378–5387 (2015).
2. Andris E. et al. Angew. Chem. Int. Ed. 56:14057–14060 (2017).
3. Ranc V. et al. J. Mass Spectrom. 43(8):1091–1097 (2008).
4. Kašičková R. et al. Anal. Chem. 90(10):6263–6270 (2018).
5. Li H. et al. Anal. Chem. 83(22):8794–8801 (2011).